Чіткість хроматографічного розділення у значній мірі залежить від правильного вибору матеріалу, розмірів і форми колонки.
Матеріал, з якого виготовлена насадочна колонка, не повинен бути каталітично активним по відношенню до сорбента і компонентів суміші, що розділяється. Необхідно також, щоб площа перерізу колонки не змінювалась при нагріванні до робочої температури і щоб колонці можна було надати необхідну форму. Зазвичай, колонки виготовляють із скла, нержавіючої сталі, міді, алюмінію та полімерів.
Металічні колонки легко термостатувати. Найбільш швидко теплова рівновага встановлюється в колонках з міді та алюмінію. Однак перед заповненням металічні колонки необхідно ретельно очищати від бруду та оксидів. Для цього трубки промивають хлоридною кислотою, органічними розчинниками, очищають механічно, а потім висушують. Мідні колонки не придатні для розділення ацетиленвмісних сумішей, а алюмінієві – якщо адсорбентом є молекулярні сита.
При розділенні активних речовин застосовують пластмасові колонки.
Скло придатне для виготовлення U-подібних колонок, однак для виготовлення спіральних колонок воно не завжди годиться, так як при скручуванні заповненої сорбентом трубки скло може зруйнуватися.
До матеріалів капілярних колонок пред’являються наступні вимоги:
§ відсутність адсорбційної активності по відношенню до нерухомої рідини і компонентів суміші, що розділяється, в газорідинній хроматографії, а також відсутність каталітичної активності;
§ змочуваність внутрішньої стінки нерухомою рідиною;
§ стійкість при робочій температурі;
§ можливість виготовляти з даного матеріалу капіляри з практично постійним перерізом;
§ відсутність тріщин і зон оксидів.
Перевагами скла є його гнучкість при підвищеній температурі, можливість виготовлення з нього колонок великої довжини, добра змочуваність. Як недолік є хрупкість скла при нормальній температурі і складність приєднання скляних колонок до деталей, виготовлених з інших матеріалів.
Найкращим матеріалом для капілярних колонок є нержавіюча сталь, оскільки вона задовольняє всі вимоги.
Мідь погано змочується полярними рідинами, тому при застосуванні в якості нерухомої фази, наприклад, β, β ´- диціанодиетилового етеру на стінках мідного капіляру утворюються краплі рідини, що негативно впливає на якість розділення.
Купрум має деяку каталітичну активність, особливо при підвищенних температурах. Так, спирти при 180 0С можуть розкладатися на мідній стінці. Крім того, мідь кородує, тому мідні капіляри доцільно застосовувати лише при розділенні вуглеводнів.
До преваг алюмінію відноситься можливість використання його при підвищених температурах і добра змочуваність. На внутрішній стінці капіляра утворюється тонкий шар достатньо стабільного оксиду.
З полімерних матеріалів для виготовлення капілярних колонок застосовують поліаміди та тефлон. Працювати з такими колонками зручно, хоча вони мають і недоліки. Так, поліамідні матеріали при підвищених температурах проникні для водяної пари, максимальна робоча температура для колонок з поліамідів знаходиться в межах 80-120 0С. Тефлон витримує і більш високу температуру, але при цьому змінюється форма колонки. До недоліків тефлону відноситься також погана змочуваність його багатьма рідинами нерухомої фази.
Звичайна довжина насадочних колонок від 1 до 20 метрів, що відповідає ефективності колонки порядку 500-20000 теоретичних тарілок. Довжина капілярних колонок, гідравлічний опір яких значно нижчий, ніж опір насадочних колонок, становить 30-50 метрів і може доходити до кілометра при ефективності до мільйона теоретичних тарілок.
Діаметр насадочних колонок становить 3-8 мм, але в препаративній хроматографії застосовують колонки більшого діаметра. Визначальним фактором при виборі діаметра колонки є кількість суміші, що розділяється, яка залежить в свою чергу, від характеристик детектора. Для того, щоб початкова довжина колонки, занята пробою, завжди була однаковою, що в певних межах забезпечує однакову чіткість розділення, об’єм проби повинен бути пропорційним площі перерізу, тобто квадрату діаметра колонки. Діаметр капілярних колонок зазвичай дорівнює 0,2-1,0мм.
Для вимірювання внутрішнього діаметра капіляра можна використати мікроскоп, або розрахувати за результатами хроматографування метану, якщо він практично не сорбується в колонці, за формулою:
,
де V – об’єм метану, що пройшов через колонку;
L – довжина колонки.
Найчастіше використовують U-подібні, W-подібні чи спіральні колонки. Довгим колонкам зручно надавати форму спіралі, але перед заповненням їх треба випрямляти. Крім того, у процесі руху по спіральній трубці газ поблизу внутрішньої і зовнішньої частини витка проходить різний шлях, що призводить до додаткового розмивання смуг. Зазвичай, спіральні колонки мають діаметри витків 15-25см. При цьому вплив спіральної форми є несуттєвим.
